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Accueil Tous les numéros Volume 23 / Numéro 4 (2022) Pédagogie Médicale, 23 4 (2022) 205-212 Full HTML
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Numéro
Pédagogie Médicale
Volume 23, Numéro 4, 2022
Page(s) 205 - 212
Section Recherche et Perspectives
DOI https://doi.org/10.1051/pmed/2022017
Publié en ligne 23 décembre 2022

© SIFEM, 2023

Introduction

Contexte

Le contexte actuel de pandémie mondiale et de confinements renforce le besoin déjà connu de chercher des solutions pédagogiques innovantes afin de maintenir l’intérêt et la concentration des apprenants à distance [1]. Dans cette situation, la réalité virtuelle (virtual reality – VR), via des dispositifs devenus largement abordables, que ce soit au niveau de leur coût ou des compétences requises pour les utiliser, parait être un outil intéressant [2,3]. La VR est définie comme la création informatique d’un environnement simulé avec lequel le sujet peut interagir par différentes modalités sensorielles (toucher, vision, mouvements) [4]. Ainsi, la VR permet à une ou plusieurs personnes de vivre une activité sensori-motrice et cognitive très riche dans un monde artificiel.

Depuis quelques années, la VR s’est démocratisée en pédagogie médicale, notamment avec le développement d’examens cliniques objectifs structurés [5], de cas cliniques [5] ou d’applications d’anatomie [6]. Malgré cette variété d’applications, il n’existe pas encore – à notre connaissance – de littérature sur l’utilisation de la VR dans le but d’améliorer la compréhension d’un article scientifique. La VR favorise l’apprentissage [2,3,7] et entraîne une action positive sur la motivation des apprenants [1,2]. Or, les enseignants signalent fréquemment que certains étudiants ont des difficultés à se motiver pour suivre des enseignements de lecture critique d’articles (LCA) ou pour bien se préparer à cet exercice [8,9].

Enseignement de la lecture critique d’article

En santé, la compétence d’analyse critique d’une démarche scientifique est principalement travaillée dans les enseignements de LCA qui forment les apprenants à l'évaluation de la fiabilité et la pertinence d’une étude scientifique [10]. L’enseignement de la LCA doit permettre aux étudiants de devenir des professionnels capables d’évaluer la qualité des données de la littérature. Cette étape est indispensable pour favoriser l’engagement des professionnels de santé dans des pratiques fondées sur des faits probants (evidence-based practice – EBP), qui peuvent se définir comme « l'application clinique individualisée raisonnée du plus haut niveau de preuve possible dans un contexte de soin multidimensionnel unique » [10]. Dans la littérature, la LCA peut être enseignée selon des méthodes pédagogiques différentes, et son évaluation peut être réalisée par un ou plusieurs experts [11,12] ou encore par des pairs étudiants [13]. Aucune étude n’a rapporté l’utilisation de la VR pour cet enseignement alors que celle-ci permettrait, par l’immersion, d’améliorer la compréhension d’une étude scientifique.

Les environnements virtuels offrent aux étudiants une autre manière de se représenter, de conceptualiser et de mémoriser une situation donnée [14-16], ce qui pourrait aider plus particulièrement les étudiants qui ont des difficultés à se représenter sur papier le déroulé d’une étude clinique. La VR, par le vécu expérentiel d’une situation pédagogique, place l’apprenant dans un processus actif d’apprentissage [17]. En demandant aux étudiants de relier leurs connaissances antérieures des enseignements de la LCA à la lecture d’un article scientifique et à une mise en situation par l’immersion, nous induisons une approche constructiviste.

Objectif de l’étude

L'objectif principal de cette étude était d’évaluer l’intérêt de la VR, comme outil supplémentaire à la critique d’un article papier, dans un enseignement de LCA. Les objectifs secondaires étaient : 1) d’évaluer l’utilisabilité [18] du module immersif, ainsi que la motivation, le vécu et la concentration des apprenants lors de son utilisation ; 2) de déterminer la faisabilité d’un déploiement de ce module dans le cadre d’un dispositif en ligne (e-learning) ; 3) d’analyser le parcours d’apprentissage des étudiants. Nous supposons que la VR apportera des éléments de compréhension supplémentaire aux étudiants dans le cadre de l’enseignement et de l’apprentissage de la LCA et qu’ils seront satisfaits de ce dispositif pédagogique déployé en ligne.

Méthodes

Population

Cette étude a été réalisée dans le cadre de la formation des étudiants de troisième année de masso-kinésithérapie de l’Institut Limousin de formation aux métiers de la réadaptation (ILFOMER) de l’Université de Limoges.

Les critères d’inclusion étaient : 1) être étudiant en troisième année de masso-kinésithérapie à l’ILFOMER ; 2) avoir emprunté un casque de VR et avoir été formé à son utilisation ; 3) pouvoir participer aux trois heures de travaux dirigés d’enseignement de LCA. Le critère d’exclusion était la présence d’effets secondaires empêchant la visualisation complète du module en VR ou le souhait de ne pas participer à cette étude.

Cette expérimentation s’est déroulée en lien avec le référentiel de formation des étudiants, mais chaque personne pouvait se retirer de l'étude à tout moment. Les étudiants ont également reçu une notice d’informations incluant un formulaire de non-opposition à l’utilisation des données pour la recherche.

Protocole expérimental

L’intégralité de l’enseignement de trois heures a été réalisé à distance en ligne via la plateforme LMS Moodle (version 2.9, UL communities). Les étudiants devaient réaliser un travail de lecture critique de l’article « Age-related decline in visuo-spatial working memory is reflected by dorsolateral prefrontal activation and cognitive capabilities » [19], à partir de la version textuelle de l’étude, puis à l’aide d’une visualisation de l’expérimentation dans un module immersif en 360° (Fig. 1).

La critique de l’article était cadrée par une grille adaptée de la littérature [10,20], disponible en annexe.

L’expérience scientifique modélisée en VR incluait les parties suivantes : 1) la présentation générale de l’étude scientifique ; 2) la présentation du matériel ; 3) la visualisation d’un patient effectuant des tests neuropsychologiques et 4) la visualisation de l’administration du test principal (test de Corsi dans différentes conditions – Fig. 2). À la fin de l’expérience immersive, les étudiants devaient compléter et/ou corriger d’une couleur différente la grille de LCA précédemment remplie. Les deux devoirs étaient déposés directement sur la plateforme Moodle après chaque étape afin d’avoir la traçabilité du travail réalisé. À la fin de l’enseignement, ils leur étaient demandé de remplir différents questionnaires.

Dans ce cours en ligne, les étudiants avaient accès successivement via Moodle : 1) à la vidéo de présentation de l’enseignement et au formulaire de consentement ; 2) à l’article publié, à la grille de LCA à remplir et à la zone de dépôt ; 3) au lien vers le module de VR et à la nouvelle zone de dépôt de la grille de LCA ; 4) au lien vers les questionnaires. Un enseignant restait disponible dans une salle virtuelle afin de répondre aux questions et de gérer les éventuels problèmes techniques ou effets indésirables liés l’interface pédagogique.

Un test préliminaire a été réalisé avec trois étudiants en quatrième année de kinésithérapie afin d’évaluer la faisabilité du format de l’enseignement, de déterminer la durée optimale des différentes étapes et de vérifier la bonne compréhension des consignes et des grilles.

thumbnail Fig. 1

Représentation schématique du déroulement de l’étude.
thumbnail Fig. 2

Illustrations de scènes de l’environnement virtuel. A. Visualisation de l’administration des tests cognitifs avec l’exemple du test de rotation mentale. B. Scène de l’administration du test de Corsi en espace proche.

Matériel

De nombreux outils et logiciels ont été utilisés afin de modéliser l'expérience scientifique en VR. Les vidéos et photos de deux acteurs qui avaient participé à la conception de l’étude scientifique ont été prises dans un laboratoire de recherche de l’Université de Limoges à l’aide d’une caméra Insta Pro 360 (®Insta360 – USA), puis retravaillées via les logiciels Insta360 Stitcher (®Insta360 – USA), Adobe Première Pro et Adobe After Effects (®Adobe Inc. – USA). Le contenu a ensuite été intégré sur la plateforme Uptale (®Uptale – Paris) qui permet la conception et la diffusion de modules 360° via des casques de VR, avec la possibilité d’ajouter des éléments externes (par exemple : textes, images) afin de créer de l’interactivité.

Avant l’étude, chaque étudiant était invité à emprunter un casque Oculus Quest (®Facebook LLC – USA) à l’institut de formation afin de suivre l’expérience immersive pendant l’enseignement à distance. Lors de cette séance, une familiarisation avec le matériel a été réalisée afin de s’assurer que les étudiants ne présentaient pas d’effets secondaires importants et qu’ils puissent être autonomes dans l’utilisation du casque.

Critères de jugement

L’intérêt pédagogique du module immersif est apprécié en calculant la différence des scores obtenus respectivement avant et après la session en VR. Les copies ont été anonymisées afin que l’évaluateur soit en position aveugle pour le traitement de ces données.

L’utilisabilité du dispositif en VR a été évalué par des questionnaires auto-administrés concernant : 1) la quantification des effets secondaires par le « Virtual Reality Sickness Questionnaire » (VRSQ) [21] ; 2) l’utilisabilité de l’outil par le « System Usability Scale » (SUS) [22–25] et 3) l’expérience perçue par l’utilisateur par l’« AttrakDiff 2 » [26]. Nous avons également évalué la motivation, la concentration et le vécu des étudiants à l’aide de questionnaires sollicitant des réponses sur des échelles de Likert. Les questionnaires ont été conçus et diffusés aux étudiants via le logiciel Sphinx (®Le Sphinx Développement – Roubaix).

La faisabilité du déploiement a été étudiée : 1) en recensant le nombre de personnes ne pouvant pas réaliser l’expérience dans son intégralité et 2) en analysant les raisons de ces abandons (problèmes techniques, effets secondaires, etc.).

Enfin, les étudiants pouvaient explorer les parties de l’étude dans l’ordre qu’ils voulaient. Nous avons retracé le comportement des utilisateurs dans l’expérience en analysant le temps passé avec le casque et le chemin choisi entre les différentes scènes grâce à l’application Uptale. Ainsi, le parcours d’apprentissage des étudiants a été exploré grâce aux données d’utilisation reflétant l’ordre de visualisation des modules proposés pour chaque étudiant, pondérés sous forme de rang moyen dans l’ordre de visualisation.

Analyse statistique

Après avoir vérifié la normalité de la distribution des données, la comparaison des scores obtenus avant et après VR a été réalisée par un test t de Student sur échantillons appariés à l’aide du logiciel R (version 3.6.3). Le seuil de significativité a été fixé pour une valeur de p < 0,05. La taille de l’effet a été calculée à partir du coefficient d de Cohen. Les données des questionnaires, ainsi que les données colligées sur Uptale ont été présentées de manière descriptive.

Résultats

Participants

Seize participants sur les dix-neuf potentiels ont pu réaliser l’expérience (Fig. 1). Deux étudiants n’ont pas pu être inclus car ils n’avaient pas emprunté de casque et un dernier n’a pas réussi à charger le module VR à cause de problèmes de connexion internet.

Intérêt pédagogique

Les étudiants ont en moyenne obtenu un meilleur score après avoir visualisé l’expérience en VR (respectivement 13,1 ± 3,0 et 14,3 ± 3,1, p < 0,05). Le coefficient d de Cohen à 0,39 situe la taille de l’effet entre petite (0,2) et modérée (0,5). La différence entre les deux évaluations est principalement associée à une meilleure compréhension de la validité interne de l’étude (notation sur 7 points – moyenne avant : 4,28 ± 1,03 ; après : 4,46 ± 1,03, p < 0,05) et de la description de la méthode (notation sur 3 points – moyenne avant : 1,75 ± 0,71 ; après : 2,45 ± 0,46, p < 0,05).

Utilisabilité du dispositif

Le score moyen au SUS était de 64,5 ± 17,0 points. D’après le VRSQ, 37,5 % des participants ont ressenti au moins un effet secondaire (n = 6), avec en particulier une sensation de fatigue oculaire (n = 6) accompagnée d’une vision floue (n = 1), de maux de têtes (n = 3) et une sensation de surcharge cognitive (n = 3) (Tab. I). L’AttrakDiff 2 révélait que l’expérience immersive a apporté des qualités hédoniques de stimulations positives pour l’utilisateur (score supérieur à 1), des qualités pragmatiques ainsi qu’une attractivité globale plutôt neutre (score entre 0 et 1), mais une qualité d’interaction sociale avec un score en dessous de la ligne du 0 (Tab. I et II). L’orientation globale du système a pu être définie comme neutre, c’est-à-dire ni trop orientée vers la tâche ni trop focalisée vers le soi, et non superflue.

VR : Virtual Reality ; EC : Écart-type ;VRSQ : Virtual Reality Sickness Questionnaire ; SUS : System Usability Scale ; ’ : minutes.

Tableau I

Résultats principaux de l’étude : population, score, utilisabilité, vécu et données d’utilisations.

Vécu des utilisateurs

Les étudiants ont majoritairement été motivés par l’utilisation de la VR dans cet enseignement (moyenne des réponses du groupe sur une échelle de Likert 0–3 : 1,88 ± 1,02). 81,2 % des étudiants se sont sentis concentrés pendant la session, avec une concentration décrite comme forte pour 37,5 %. 87,5 % des étudiants ont pensé que la VR leur a apporté des éléments de compréhension supplémentaires, en particulier concernant la méthode de l’étude.

En ce qui concerne la mise en place, 62,5 % des apprenants auraient aimé avoir le module VR avant de lire l’article, 18,75 % auraient aimé pouvoir en disposer pendant leur lecture et 18,75 % ont préféré la modalité proposée dans l’étude (c.-à-d. visionner le module après avoir lu l’article).

Concernant le contenu de l’expérience virtuelle, 62,5 % des étudiants ont considéré avoir assez d’informations dans le monde virtuel, tandis que les autres ont décrit ne pas en avoir eu assez. Dix étudiants ont estimé ne pas avoir eu assez de temps pour réaliser la grille de LCA lors de la première phase (moyenne des réponses du groupe sur une échelle de Likert 0–3 : 1,06 ± 0,99), mais cela n’avait pas d’impact sur le score final (p > 0,05).

Données d’utilisation

Tous les étudiants ont visualisé l’ensemble des modules de l’expérience. La médiane des durées de visualisation du module VR était de 11 min et 27 s (Q1 : 10’31 – Q3 : 13’40). L’ordre de visualisation des modules proposés n’était pas le même chez tous les étudiants, avec une priorité (calculée comme rang moyen auquel la modalité a été choisie) de 1,80 pour la présentation du matériel, 1,93 pour le test de Corsi et 2,27 pour les tests neuropsychologiques (Tab. I).

Discussion

Principaux résultats

Cette étude a permis de documenter l’intérêt d’ajouter une session de VR en plus du traditionnel support constitué par l’article papier lors de l’enseignement de la LCA chez des étudiants en santé. Cette plus-value inclut l’amélioration significative du score de performance après avoir visionné le module immersif mais aussi le ressenti subjectif des étudiants qui faisaient état d’une meilleure compréhension grâce à la VR. Ces résultats tendent à confirmer certaines données de la littérature, qui ont démontré une meilleure compréhension de notions théoriques grâce à la VR [27,28]. Cette amélioration pourrait également s’expliquer par l’immersion qui oblige les étudiants, une fois équipés d’un casque, à focaliser leur attention sur le contenu du module en limitant les distractions (par exemple liées au téléphone portable ou à la page internet) souvent retrouvées lors des cours en ligne [29,30]. Bien qu’il reste impossible de distinguer ce qui est dû, respectivement, à la VR en tant que telle ou au simple ajout d’une ressource pédagogique, il est probable que les avantages de la VR en pédagogie aient contribué à certains de nos résultats. Tout d’abord, l’intérêt motivationnel de la VR qui est souvent élevé chez les étudiants en santé [2,3,31], a également été retrouvé dans notre étude. Finalement, il est probable que le vécu expérientiel de l’étude scientifique, même virtuel, ait pu contribuer à l’amélioration de la compréhension de la méthode. D’ailleurs, les données quantitatives (c’est-à-dire les scores sur la partie descriptive du protocole) et qualitatives (c’est-à-dire la meilleure compréhension subjective des étudiants) coïncident avec le contenu du module immersif proposé.

La qualité de l’apprentissage est souvent dépendante de l’utilisabilité du dispositif. Dans notre étude, le score du SUS est proche de 68 points, qui est la valeur de référence indiquant une appréciation globale de l’outil comme étant satisfaisant. De même, les réponses à l’« AttrakDiff 2 » révèlent que le module VR est perçu comme nouveau, original, et créatif (Tab. II). Ce questionnaire met ainsi en évidence une bonne stimulation des apprenants dans le monde virtuel, contribuant probablement à l’efficacité de ce dispositif pédagogique.

La particularité de cet enseignement est qu’il a été réalisé à distance (c’est-à-dire à domicile) dans un contexte pandémique. Concernant les freins techniques, une personne n’avait pas une connexion internet suffisante pour charger l’expérience. Aucun participant n’a eu de problème avec la VR, car tous avaient déjà utilisé plusieurs fois cette technologie. Des effets secondaires ont été ressentis par six participants, mais ils n’ont pas engendré d’arrêts du visionnage. Cependant, les étudiants ont été exposés peu de temps à l’environnement virtuel, ce qui pose tout de même la question des conséquences potentielles d’une exposition prolongée. Ainsi, le déploiement à distance de ce type d’enseignement semble faisable, même s’il convient de prendre de nombreuses précautions telles que former les étudiants au matériel, s’assurer qu’ils vont tolérer le dispositif et bien l’utiliser.

Tableau II

Résultats détaillés des moyennes des scores de réponses au questionnaire « AttrakDiff 2 ».

Limites

La première limite est la taille de l’échantillon qui, même s’il est représentatif d’un groupe d’élèves, peut être considérée comme faible. La deuxième limite est associée au fait que les explications fournies en langue française avec le dispositif de VR, alors que la version textuelle de l’article est en anglais, ait pu participer à l’amélioration de la compréhension générale. La troisième et plus importante des limites est l’impossibilité d’attribuer au seul dispositif de VR les effets constatés, puisque les étudiants ont également bénéficié de ressources et de temps supplémentaires. La dernière limite est associée au fait que l’évaluation de la motivation et de la concentration repose sur des questionnaires à échelles de Likert dont les qualités psychométriques n’ont pas été validées.

Perspectives

Cette première étude sur l’utilisation d’un dispositif pédagogique recourant à la VR dans un cours de LCA permet de formuler des recommandations pédagogiques concernant les modalités d’utilisation pour de futures études ou pratiques pédagogiques (par exemple relativement à l’accès à la VR respectivement avant ou pendant la lecture de l’article). L’analyse du parcours d’apprentissage indique que l’ordre choisi pour visionner les trois modules de l’environnement immersif ne suivait pas la même trame que lors du travail sur l’article papier, car les étudiant commençaient par le plus ludique et le plus visuel et terminaient en général par la présentation plus factuelle du matériel. Cela devrait être pris en compte pour le développement de futures applications de ce type. Ces nouveaux modules immersifs permettent d’accéder à des données quantifiables (traces d’apprentissage) améliorant notre compréhension du cheminement de l’apprenant dans sa démarche scientifique. Les enseignants pourraient également suivre la progression individuelle d’un étudiant, puisque la connexion dans le module de VR passe par l’identification de l’apprenant dans Moodle.

Conclusion

L’amélioration du score de performance lors de l’évaluation des apprentissages dans un dispositif de formation à la LCA après l’accès à l’étude scientifique grâce aux ressources de VR suggère que cette innovation pédagogique numérique peut apporter une réelle plus-value à l’enseignement de la LCA. Ces bénéfices pourraient être associés au fait que l’application concernée présente une bonne utilisabilité et que les étudiants décrivent l’outil comme plus motivant et améliorant la concentration. De nouvelles études, telles que des essais contrôlés randomisés, devraient être menées pour rechercher une éventuelle supériorité de la VR par rapport à d’autres ressources complémentaires telles que des vidéos ou des jeux d’acteurs.

Contributions

Léa Frigo a participé au recueil des données, à l’analyse statistique et à la rédaction du manuscrit. Téo Kronovsek a participé à la rédaction et à la révision du manuscrit. Anaïck Perrochon a participé à la conceptualisation et à la supervision du travail, à l’analyse statistique et à la rédaction du manuscrit. Tous les auteurs ont lu et accepté la version publiée du manuscrit.

Remerciements

Nous remercions l’Agence régionale de santé de Nouvelle-Aquitaine pour le financement du centre de simulation virtuelle en santé, Madame Meryl Marchat pour la conception de l’outil numérique et Monsieur Matthieu Gallou-Guyot pour son rôle d’acteur dans l’environnement virtuel.

Liens d’intérêts

Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêts en lien avec le contenu de cet article.

Source de financements

Le travail de recherche rapporté dans cet article n’a pas bénéficié de financement public ou privé.

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Citation de l’article : Frigo L, Kronovsek T, Perrochon A. Utilisation de la réalité virtuelle pour l’apprentissage de la lecture critique d’article en santé. Pédagogie Médicale 2022:23;205-212

Liste des tableaux

Tableau I

Résultats principaux de l’étude : population, score, utilisabilité, vécu et données d’utilisations.

Dans le texte
Tableau II

Résultats détaillés des moyennes des scores de réponses au questionnaire « AttrakDiff 2 ».

Dans le texte

Liste des figures

thumbnail Fig. 1

Représentation schématique du déroulement de l’étude.
Dans le texte
thumbnail Fig. 2

Illustrations de scènes de l’environnement virtuel. A. Visualisation de l’administration des tests cognitifs avec l’exemple du test de rotation mentale. B. Scène de l’administration du test de Corsi en espace proche.
Dans le texte

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